DE2928541A1

DE2928541A1 - METHOD AND DEVICE FOR MAINTAINING THE COUPLING BETWEEN THE EARTH AND THE COUPLING PLATE OF A SEISMIC VIBRATOR

Info

Publication number: DE2928541A1
Application number: DE19792928541
Authority: DE
Inventors: Joseph Francis Mifsud; Sen James Edward Rickenbacker
Original assignee: Exxon Production Research Co
Current assignee: ExxonMobil Upstream Research Co
Priority date: 1978-07-26
Filing date: 1979-07-14
Publication date: 1980-02-07
Also published as: AU4917979A; FR2433762A1

Description

Beschreibung:Description:

Die Erfindung bezieht sich auf Vibratoren, die zur Erzeugung seismischer Wellen für seismisches Prospektieren eingesetzt werden. Im besonderen betrifft sie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Aufrechterhaltung der Kopplung zwischen der Erde und der Kopplungsplatte eines seismischen Vibrators während dieser in Betrieb ist.The invention relates to vibrators used to generate seismic waves for seismic prospecting can be used. In particular, it relates to a method and apparatus for maintaining the coupling between the earth and the coupling plate of a seismic vibrator while it is in operation.

Beim seismischen Prospektieren ist es erforderlich, eine Energiequelle vorzusehen, um die Wellen in die zu erkundenden Erdformationen einzuführen. Diese Wellen pflanzen sich durch die Formation fort, werden teilweise durch Unregelmäßigkeiten in der Formation reflektiert und anschließend mittels Geophonen oder anderen Meßgeräten an der Erdoberfläche registriert. Die Charakteristika der reflektierten Wellen werden mit den Charakteristika der Wellen bei ihrer Einführung in die Formation verglichen. Dieser Vergleich führt zu wertvollen Informationen hinsichtlich der Struktur der Formation und der Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit von Erdölansammlungen in der Formation. Es ist üblich, mechanische Einrichtungen einzusetzen, die als seismische Vibratoren bekannt sind, um die Wellen in die Erde einzuführen.In seismic prospecting it is necessary to have a Provide energy source to introduce the waves into the earth formations to be explored. These waves ripple through the formation continues, are partly reflected by irregularities in the formation and then recorded by geophones or other measuring devices on the earth's surface. The characteristics of the reflected waves are matched with the characteristics of the waves when they are introduced into the formation compared. This comparison provides valuable information regarding the structure of the formation and the likelihood of the presence of petroleum pools in the formation. It is common to use mechanical devices known as seismic vibrators to drive the waves into the To introduce earth.

Ein typischer seismischer Vibrator besitzt eine Kopplungsplatte, die in Kontakt mit der Erde steht, oder an diese angekoppelt wird, eine Andrückmasse, die sich oberhalb der Kopplungsplatte befindet und mit dieser in Verbindung steht, um eine An£drück-A typical seismic vibrator has a coupling plate, that is in contact with the earth, or coupled to it is, a contact mass, which is located above the coupling plate and is in connection with this in order to create a contact

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kraft auf die Kopplungsplatte zu übertragen, die diese in Kontakt mit der Erde hält, eine Reaktionsmasse, die mit der Kopplungsplatte so in Verbindung steht, daß ein Schwingen der Reaktionsmasse in bezug auf die Kopplungsplatte ermöglicht wird, sowie einen hydraulischen Antrieb, der die Reaktionsmasse in Schwingung bringt, um die Kopplungsplatte mit einer bestimmten Frequenz und Amplitude vibrieren zu lassen. Die Vibrationen der Kopplungsplatte bewirken, daß sich die seismischen Wellen durch die Erde fortpflanzen. Normalerweise halten starre Stäbe oder Stützelemente die Andrückmasse an der Kopplungsplatte. Elastische Federn oder zusammendrückbare Elemente befinden sich zwischen den Füßen der Stäbe und der Kopplungsplatte, um die Andrückmasse von den Vibrationen der Kopplungsplatte zu isolieren, während gleichzeitig die Andrückkraft relativ konstant gehalten wird.force to be transmitted to the coupling plate, which this in Keeps contact with the earth, a reaction mass which is connected to the coupling plate in such a way that an oscillation of the Reaction mass in relation to the coupling plate is enabled, as well as a hydraulic drive that brings the reaction mass in vibration to the coupling plate with a vibrate at a certain frequency and amplitude. The vibrations of the coupling plate cause the seismic waves to propagate through the earth. Normally rigid rods or support elements hold the contact mass on the coupling plate. Elastic springs or compressible elements are located between the feet of the bars and the coupling plate to isolate the contact mass from the vibrations of the coupling plate, while at the same time the Pressing force is kept relatively constant.

Ein typischer hydraulischer Antrieb umfaßt einen Zylinder, der aus der Reaktionsmasse gebildet wird, oder starr mit dieser verbunden ist, einen Kolben innerhalb dieses Zylinders, eine Kolbenstange, die fest mit dem Kolben und der Kopplungsplatte verbunden ist, ein Hochdruckreservoir eines hydraulischen Fluids, das wechselweise gegenüberliegenden Enden des Zylinders zugeführt wird, um den Kolben hin- und herzubewegen, sowie ein Ventil zur Steuerung des Flusses des hydraulischen Fluids. Während des Betriebes wird das Ventil mit einem elektrischen Eingangs- oder Kippsignal bekannter Eigenschaften beaufschlagt, um zu bewirken, daß die Kopplungsplatte seismische Wellen ähnlicher Charakteristika auf dieA typical hydraulic drive comprises a cylinder formed from, or rigid with, the reaction mass this is connected, a piston within this cylinder, a piston rod that is firmly connected to the piston and the coupling plate, a high pressure reservoir of hydraulic fluid, the alternately opposite ends of the cylinder to reciprocate the piston and a valve to control the flow of hydraulic fluid. During operation, the valve is applied with an input electrical or toggle signal of known properties to cause the coupling plate to hit the coupling plate with seismic waves of similar characteristics

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Erde überträgt. Die reflektierten seismischen Wellen werden dann ermittelt und mathematisch mit dem Kippsignal verglichen. In vielen Fällen ist der seismische Vibrator auf einem Lastwagen montiert) der diesen zu den gewünschten Orten bringt, wobei während des Betriebes ein Teil des Gewichtes, oder das gesamte Gewicht des Lastwagens auf die Kopplungsplatte aufgebracht wird, so daß die oben erwähnte Andrückmasse einen Teil, oder die gesamte Masse des Lastwagens umfaßt.Earth transmits. The reflected seismic waves are then determined and mathematically compared with the tilt signal. In many cases the seismic vibrator is mounted on a truck that takes it to the desired locations, whereby during operation part of the weight, or the entire weight of the truck is applied to the coupling plate, so that the above-mentioned contact mass is a part, or includes the entire mass of the truck.

Vibratoren, die viele der oben genannten Eigenschaften besitzen, sind eingehender in der US-PS 3,929,206 beschrieben.Vibrators that have many of the above properties are described in more detail in U.S. Patent 3,929,206.

In der Vergangenheit sind Probleme aufgetreten, um die Kopplung zwischen der Erde und der Kopplungsplatte aufrechtzuerhalten, auch bei solchen Vibratoren, deren Andrückmasse einen Teil der, oder die gesamte Masse des Lastwagens umfaßte. Wenn sich die Kopplungsplatte von der Erde löst, wird die Kontinuität der seismischen Wellen unterbrochen, die angestrebte elastische Welle wird nicht langer erzeugt, und beträchtlicher Schaden kann an dem Vibrator oder dem Lastwagen auftreten. Dieses Problem ist besonders schwierig zu lösen, da die Neigung zur Entkopplung der Kopplungsplatte eine Funktion vieler Faktoren ist, einschließlich der Zusammensetzung und Ausbildung der Erdoberfläche am Kontaktpunkt, den Eigenschaften des hydraulischen Systems, der Größe der Andrückkraft und Reaktionsmasse, der Frequenz und Amplitude der Antriebsvibrationen, sowie der Masse und Ausbildung der Kopplungsplatte.Problems have arisen in the past in order to maintain the coupling between the earth and the coupling plate, even in the case of vibrators whose contact mass has one Comprised part or all of the mass of the truck. When the coupling plate becomes detached from the earth, there will be continuity of seismic waves interrupted, the aimed elastic wave is no longer generated, and considerable damage can occur on the vibrator or the truck. This Problem is particularly difficult to solve because of the tendency to Decoupling of the coupling plate is a function of many factors, including the composition and design of the Earth's surface at the contact point, the properties of the hydraulic system, the size of the pressing force and reaction mass, the frequency and amplitude of the drive vibrations, as well as the mass and design of the coupling plate.

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Dieses Entkopplungsproblem ist erkannt worden, und es sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden. In der US-PS 3,840,090 sind verschiedene Lösungen angedeutet, von denen alle die Steuerung der Amplitude der Antriebsvibrationen betreffen, entsprechend der Messung verschiedener Bedingungen (wie der Belastung der Füße der Stäbe, die die Andrückmasse mit der Kopplungsplatte verbinden, dem Druck verschiedener Element^ oder der Amplituden der Schwingungen der Grundplatte), von denen man annimmt, daß sie das beginnende Entkuppeln anzeigen. Die US-PS 3, 216,525 schlägt die Steuerung der Antriebsvibrationen, entsprechend dem Druckdifferential zwischen den beiden Kammern des hydraulischen Antriebszylinders vor, wobei man davon ausgeht, daß dieses Differential der Kraft proportional ist, die durch die Kopplungsplatte auf die Erde übertragen wird. Die US-Anmeldung mit dem Aktenzeichen 853,156 mit dem Anmeldetag vom 21. November 1977 schlägt die Steuerung des Antriebs durch ein Signal vor, das auf die augenblickliche maximale Kraft bezogen ist, die durch die Kopplungsplatte auf die Erde übertragen wird. Dieses überwachungssignal wird durch einen Beschleunigungsmesser auf der Reaktionsmasse und der Kopplungsplatte erzeugt und mit der maximalen Kraft verglichen, die erforderlich ist, um die Kopplungsplatte von der Erde zu lösen.This decoupling problem has been recognized and various solutions have been proposed. In the US-PS 3,840,090 different solutions are indicated, all of which control the amplitude of the drive vibrations concern, according to the measurement of various conditions (such as the load on the feet of the bars that hold the contact mass connect with the coupling plate, the pressure of different elements ^ or the amplitudes of the vibrations of the base plate), which are believed to indicate the beginning of uncoupling. US Pat. No. 3,216,525 suggests controlling the drive vibrations according to the pressure differential between the two chambers of the hydraulic drive cylinder, it being assumed that this differential is proportional to the force which is transmitted to the earth through the coupling plate. US application number 853,156 filing November 21, 1977 suggests controlling the drive by a signal that is related to the instantaneous maximum force that is transmitted to the earth by the coupling plate is transmitted. This monitoring signal is generated by an accelerometer on the reaction mass and the coupling plate and compared with the maximum force that is required to detach the coupling plate from the earth.

Alle vorher bekannten Lösungen dieses Problems befassen sich mit dem Einsatz eines Gerätes, welches entsprechend den bestimmten Charakteristika des jeweiligen fraglichen Vibrators oder der jeweiligen Erdoberfläche, oder von beiden geeicht werden muß, da die gemessen Zustände zur Bestimmung«*·» sichAll previously known solutions to this problem deal with the use of a device which corresponds to the specific characteristics of the particular vibrator in question or the respective earth's surface, or both must be calibrated, since the measured states to determine "* ·" themselves

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annähernden Entkuppeins Funktionen zumindest einiger dieser Charakteristika sind. So beschreibt beispielweise das in der US-Patentanmeldung 853,156 beschriebene Verfahren den Vergleich der gemessenen Kraft, die von der Kopplungsplatte auf die Erde übertragen wird, mit der Maximalkraft, die für ein Lösen erforderlich ist. Obwohl dieses eine zufriedenstellende Lösung darstellt, ist es erforderlich, das Gerät für jeden Vibrator erneut zu eichen, entsprechend der Andrückmasse, der Kopplungsplattenmasse und anderen Charakteristika des Vibrators.approximate decoupling functions of at least some of these Characteristics are. For example, the method described in US Pat. No. 853,156 describes the comparison of the measured force exerted by the coupling plate the earth is transmitted, with the maximum force necessary for one Solving is required. Although this is a satisfactory one Solution, it is necessary to re-calibrate the device for each vibrator, according to the contact mass, the Coupling plate mass and other characteristics of the vibrator.

In Kenntnis diese Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kon_ tinuierlichen Aufrechterhaltung der Kopplung zwischen der Erde und der Kopplungsplatte eines seismischen Vibrators während des Betriebes zu schaffen.Knowing this prior art, the invention is based on the object of providing a method and a device for con_ Continuous maintenance of the coupling between the earth and the coupling plate of a seismic vibrator to create during operation.

Dabei soll nach dem Verfahren und mit der Vorrichtung ein Betrieb über einen breiten Bereich von Betriebsfrequenzen, Erdoberflächenbedingungen und anderen Parametern möglich sein, mit einem geringen Erfordernis für ein erneutes Eichen, wenn sich diese Parameter ändern*According to the method and the device, it should be possible to operate over a wide range of operating frequencies, surface conditions and other parameters, with little need to recalibrate when these parameters change *

Das Verfahren und der Aufbau der Vorrichtung soll verhältnismäßig einfach und verläßlich sein über einen breiten Bereich Λοη Frequenzen, Erdobef1ächenzuständen und anderen Parametern.The method and construction of the device should be relatively simple and reliable over a wide range Λοη frequencies, surface conditions and other parameters.

Schließlich soll das Verfahren und di· Vorrichtung es gestatten,Finally, the method and the device should allow

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slüner wirkungsvollen Weise einen maximalen übergang von Energie auf die Erde zu übertragen, aber einen weiten Bereich von Frequenzen, Zuständen der Erdoberfläche und anderen Parametern.slüner effective way a maximum transition from To transmit energy to the earth, but a wide range of frequencies, states of the earth's surface and others Parameters.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung, indem man unmittelbar den Druck von der Erde auf die Kopplungsplatte mißt und diese Messung verwendet, um den Antrieb zu steuern, der die Kopplungsplatte zum Vibrieren bringt. Dieser Druck ist eine Funktion der Andrückmasse und der Frequenzen der Oszillationen des Antriebs und anderer Vibratorbestandteile, eine Funktion des Zustandes der Brdoberfläche im Bereich der Kopplungsplatte und eine Funktion vieler anderer Parameter, die mit dem ^vibrator und dessen Betrieb in Zusammenhang stehen. Der Druck erreicht jedoch jeweils dann den Wert Null, wenn die Kopplungsplatte sich gerade von der Erde abhebt und erreicht nie den Wert Null, wenn ein solches Entkoppeln nicht eintritt. Wenn man sich auf die Abnahme dieses Drucks als Anzeige des sich nähernden Abhebens verläßt, so ermöglicht dies ein verhältnismäßig einfaches und verläßliches Verfahren, wie auch eine Vorrichtung zur Vermeidung des Entkoppeins, ohne daß eine ständige Neueichung erforderlich ist, entsprechend den Veränderungen einer oder mehrerer oben genannter Variabler. Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung verbessern die Wirksamkeit und den Wirkungsgrad des Überganges der Energie in die Erde für das seismische Prospektieren.This object is achieved according to the invention by directly measuring the pressure from the earth on the coupling plate and using this measurement to control the drive which makes the coupling plate vibrate. This pressure is a function of Andrückmasse and the frequencies of the oscillations of the drive and the other vibrator components is a function of the state of Brdoberfläche in the region of the coupling plate, and a function of many different parameters associated with the ^v ibrator and its operation in connection. However, the pressure always reaches the value zero when the coupling plate just lifts off from the earth and never reaches the value zero if such a decoupling does not occur. Relying on the decrease in this pressure as an indication of approaching lift-off enables a relatively simple and reliable method, as well as a device to avoid decoupling, without the need for constant recalibration, according to the changes in one or more of the above named variable. The method and apparatus according to the invention improve the efficiency and efficiency of the transfer of energy into the earth for seismic prospecting.

Der Druck der Erde auf die Kopplungsplatte kann mittels Druck-The pressure of the earth on the coupling plate can be achieved by means of pressure

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wandler oder anderer Einrichtungen gemessen werden. Das Ausgangssignal der Wandler wird verarbeitet und in ein Steuersignal umgeformt, welches das Eingangssignal beeinflußt, das den Antrieb steuert, so daß die Vibrationen des Antriebs automatisch in ihrer Amplitude vermindert werden, wenn sich der Druck dem Wert Null nähert.transducers or other devices are measured. The output signal of the converter is processed and converted into a control signal which influences the input signal, the controls the drive so that the vibrations of the drive are automatically reduced in amplitude when the Pressure approaches zero.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlich. Dabei zeigt im einzelnen:Further advantages, features and details of the invention will become clear on the basis of the following description of various exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings. It shows in detail:

Fig. 1 eine schematische, vereinfachte Darstellung eines seismischen Vibrators, der mit den erfindungsgemäßen Merkmalen behaftet ist und sich auf der Erde in Betriebsstellung befindet,Fig. 1 is a schematic, simplified representation of a seismic vibrator, which is afflicted with the features according to the invention and is is in operating position on earth,

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Rückkopplungsschaltkreises, der zur Steuerung des in Fig. 1 dargestellten Systems herangezogen wird undFig. 2 is a schematic representation of a feedback circuit used for controlling of the system shown in Fig. 1 is used and

Fig. 3 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wobei zur Bestimmung des Druckes der Erde auf die Kopplungsplatte eine abgeänderte Einrichtung herangezogen wird.Fig. 3 is a partially cut-away side view Another embodiment of the invention, wherein to determine the pressure of the earth on the coupling plate a modified device is used.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines hydraulischen, seismischen Vibrators 10, der mit den erfindungsgemäßen Merkmalen behaftet ist und sich in Betriebsstellung auf der Erdformation 12 mit der Erdoberfläche 14 befindet. Hydraulische, seismische Vibratoren sind hinlänglich bekannt, wobei die Einzelheiten eines solchen Vibrators _,beispielsweise in der US-PS 3,929,206 beschrieben sind.Fig. 1 shows a schematic representation of a hydraulic, seismic vibrator 10, which is afflicted with the features according to the invention and is in the operating position the earth formation 12 with the earth's surface 14 is located. Hydraulic seismic vibrators are well known, the details of such a vibrator, for example in U.S. Patent 3,929,206.

Zur Erleichterung des Transportes befindet sich der Vibrator auf einem Lastwagen, oder einem anderen selbstangetriebenen Fahrzeug, dessen Rider 16 schematisch in Fig. 1 dargestellt sind. Der Vibrator umfaßt eine ebene Kopplungsplatte 18, die an die Erdoberfläche 14 angekoppelt ist, oder mit dieser in Kontakt steht. Eine Andrückmasse 20 wird oberhalb der Kopplungsplatte 18 mit Hilfe einer Anzahl von Stützen 22 gehalten, die sich von der Andrückmasse nach unten in Richtung auf die Koppiungsplatte erstrecken und die auf eine Anzahl von Federn oder Federelementen 24 ruhen, die oben auf der Kopplungsplatte unterhalb der Stützen befestigt sind. Somit übt die Andrückkraft 20 eine abwärts gerichtete Kraft auf die Grundplatte durch die Stützen und Federn aus, um die Kopplungeplatte in Kontakt mit dem Boden zu halten, während sie vibriert.To facilitate transport, the vibrator is on a truck or another self-propelled one Vehicle, the rider 16 of which is shown schematically in FIG. The vibrator comprises a planar coupling plate 18 which is coupled to the earth's surface 14, or is in contact with it. A pressing compound 20 is held above the coupling plate 18 with the aid of a number of supports 22 which from the contact mass downwards in the direction of the Coupling plate extend and which on a number of springs or spring elements 24 which are fastened on top of the coupling plate below the supports. Thus, the pressing force 20 exerts a downward force on the base plate through the supports and springs to keep the coupling plate in contact with the ground while it vibrates.

Der Zweck der Federn liegt darin, die Andrückmasse von den Vibrationen der Kopplungsplatte zu isolieren, während man eine statische, abwärts gerichtet Kraft von der Andrückmasse auf die Kopplungsplatte überträgt, die im wesentlichen konstant ist. Xn der Praxis kann es sich bei den federnden Elementen um beliebige Federn mit einer geeigneten Elastizität handeln, wobeiThe purpose of the springs is to isolate the contact mass from the vibrations of the coupling plate while one static, downwardly directed force is transmitted from the contact mass to the coupling plate, which is essentially constant. In practice, the resilient elements can be any springs with a suitable elasticity, with

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Luftfedern sich als zweckmäßig erwiesen haben.Air springs have proven to be useful.

Die Andrückmasse 20 kann von dem Lastwagen gelöst werden, aber aufgrund einer größeren Wirtschaftlichkeit umfaßt die Andrückmasse vorzugsweise einen Teil» oder die gesamte Masse des Lastwagens und der damit in Zusammenhang stehenden Teile. Die Stützen 22 können mit hydraulisch betätigten Kolben 26 in Verbindung stehen, die die Räder des Lastwagens von der Erdoberfläche abzuheben vermögen (wie dies in Fig. 1 gezeigt ist), um die Andrückkraft auf die Kopplungsplatte zu erhöhen.The pressure mass 20 can be released from the truck, but because of greater economy, the pressing compound preferably comprises part or all of it Mass of the truck and related parts. The supports 22 can be equipped with hydraulically operated pistons 26 connected to the wheels of the truck from the Ability to lift off the earth's surface (as shown in Fig. 1 is) to increase the pressure on the coupling plate.

Eine Reaktionsmasse 28 befindet sich oberhalb der Kopplungsplatte 18 und ist an dieser befestigt, während sie mechanisch von der Andrückmasse 20 isoliert ist. Sie vermag in bezug auf die Kopplungsplatte 18 hin- und herzuschwingen, um die Kopplungsplatte 18 in Vibration zu setzen. Vorzugsweise ist die Reaktionsmasse wesentlich größer als die Masse der Kopplungsplatte.A reaction mass 28 is located above the coupling plate 18 and is attached to it while it is mechanically is isolated from the pressing compound 20. You can swing back and forth with respect to the coupling plate 18 to the To set coupling plate 18 in vibration. The reaction mass is preferably substantially greater than the mass of the Coupling plate.

Die Reaktionsmasse 28 wird im Hinblick auf die Kopplungsplatte 18 mit Hilfe eines hydraulisch betätigten Antriebes in Schwingung versetzt. Der Antrieb ist in Fig. 2 mit der Bezugsziffer 30 versehen. Die Einzelheiten des Antriebes sind in Fig. 1 dargestellt und umfassen eine zylindrische Kammer 32, Durchlässe 34 und 36, einen Verzweiger 38, einen Kolben 40, ein Ventil 54 und andere Bestandteile, die noch zu beschreiben sind. Die Reaktionsmasse 28 bildet eine zylindrische KammerThe reaction mass 28 is with respect to the coupling plate 18 with the help of a hydraulically operated drive vibrated. The drive is provided with the reference number 30 in FIG. 2. The details of the drive are shown in Fig. 1 and comprise a cylindrical chamber 32, passages 34 and 36, a manifold 38, a piston 40, valve 54 and other components to be described. The reaction mass 28 forms a cylindrical chamber

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und Durchlässe 34 und 36, die einen übergang zwischen dem Zylinder 32 und dem Verzweiger 38 darstellen. Der Zylinder 32 nimmt einen Kolben 40 auf· Eine Kolbenstange ist an dem Kolben 40 befestigt und erstreckt sich nach oben durch eine Bohrung 44 Jm der Reaktionsmasse 28. Eine weitere Kolbenstange 46 ist an dem Kolben 40 befestigt und erstreckt sich koaxial zur..' Kolbenstange 42 durch eine Bohrung 48 in der Reaktionsmasse 28 nach unten und ist fest mit der Kopplungsplatte 18 verbunden. Ein Hochdruckreservoir 50 für ein hydraulisches Medium ist durch eine Leitung 52 mit einem elektrohydraulischen Ventil 54 verbunden, welches wiederum über eine Leitung 56 mit dem Verzweiger 38 in Verbindung steht. Das Ventil 54 leitet das unter Druck stehende Medium wechselweise oberhalb und unterhalb des Kolbens 40 in den Zylinder 32 ein, um die Reaktionsmasse 28 in bezug auf die Kopplungsplatte 18 in Schwingung zu versetzen. Somit läßt sich sagen, daß der Antrieb 30 gemäß Fig. 2 den Zylinder 32, den Kolben 40, die Kolbenstangen 42 und 46, die Bohrungen 44 und 48, die Durchlässe 34 und 36, den Verzweiger 38, die Leitungen 52 und 56, das Ventil 54 und das Reservoir 50 mit den anderen Bestandteilen umfaßt, von denen viele nicht dargestellt sind, da derartige Systeme dem Fachmann hinlänglich bekannt sind. Während der Antrieb der bevorzugten Ausführungsform hydraulisch ausgebildet isfc, leuchtet ein, daß auch andere Antriebe geeignet sind, die die Reaktionsmasse mit der Kopplungsplatte in Schwingung versetzen, womit auch derartige Antriebe in den Rahmen der Erfindung fallen.and passages 34 and 36 that provide a transition between the Represent cylinder 32 and the splitter 38. The cylinder 32 receives a piston 40 · A piston rod is on the piston 40 and extends upwardly through a bore 44 Jm of the reaction mass 28. Another piston rod 46 is attached to the piston 40 and extending coaxially with the piston rod 42 through a bore 48 in the reaction mass 28 downwards and is firmly connected to the coupling plate 18. A high pressure reservoir 50 for a hydraulic Medium is connected by a line 52 to an electrohydraulic valve 54, which in turn via a line 56 with the branch 38 is in connection. The valve 54 introduces the pressurized medium alternately above and below the piston 40 into the cylinder 32 in order to vibrate the reaction mass 28 with respect to the coupling plate 18 to move. It can thus be said that the drive 30 according to FIG. 2, the cylinder 32, the piston 40, the piston rods 42 and 46, the bores 44 and 48, the passages 34 and 36, the manifold 38, the lines 52 and 56, the valve 54 and the reservoir 50 with the other components, many of which are not shown as such systems are the Are well known to those skilled in the art. While the drive of the preferred embodiment is hydraulically designed, lights up one that other drives are also suitable, which set the reaction mass with the coupling plate in vibration, with which Such drives also fall within the scope of the invention.

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Eine Spannungsquelle 60 ist mit dem Ventil 54 über den Leiter 62 Verbunden und führt dem Ventil 54 ein elektrisches Eingangssignal zu, um das Ventil 54 zu steuern und damit die Vibrationen des Kolbens 40 und der Kopplungsplatte 18 zu steuern. Bei einem typischen Eingangssignal handelt es sich um ein Sinuswellensignal oder eine Sägezahnwelle, deren Frequenz sich langsam als Funktion der Zeit über einen gewünschten Frequenzbereich ändert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf sinusförmige Eingangssignal beschränkt, sondern es können auch Quellen eingesetzt werden, die andere Arten von Eingangssignalen erzeugen.A voltage source 60 is connected to the valve 54 via the conductor 62 Connected and provides an electrical input to valve 54 to control valve 54 and thereby the vibrations of the piston 40 and the coupling plate 18 to control. at A typical input signal is a sine wave signal or a sawtooth wave, the frequency of which changes slowly as a function of time over a desired frequency range. However, the invention is not limited to sinusoidal Input signal, but sources that produce other types of input signals can also be used.

Da das Eingangssignal mit den Wellen verglichen wird, die vonSince the input signal is compared with the waves transmitted by

in den Unregelmäßigkeiten/der Erdformation 12 reflektiert werden,in the irregularities / earth formation 12 are reflected, hält man vorzugsweise die Vibrationen der Kopplungspiatte 18 nach Möglichkeit in Phase mit dem Eingangssignal von der Spannungsquelle 60. Die beiden Wellen können außer Phase geraten, in erster Linie wegen der Impedanzen der Erde und den verschiedenen Komponenten des Antriebes, die sich als Funktion der Frequenz ändern. Um die Wellen in Phase zu halten kann ein (nichtdargestelltes) Rückkopplungssystem eingesetzt werden, wie es z. B. in der US-PS 4,049,077 beschrieben ist.The vibrations of the coupling plate 18 are preferably kept if possible in phase with the input signal from voltage source 60. The two waves can get out of phase, primarily because of the impedances of the earth and the various components of the drive that change as a function of frequency. To keep the waves in phase you can a (not shown) feedback system can be used, as it is e.g. As described in U.S. Patent 4,049,077.

Wie bereits oben ausgeführt worden ist, bildet der Druck der Erde auf die Kopplungsplatte eine ausgezeichnete Anzeige der Kopplung zwischen der Erde und der Kopplungsplatte. Man kann definieren, daß der Druck Null ist, wenn ein Entkoppeln eingetreten ist. Wenn immer der Druck den Wert Null erreicht, steht ein Entkoppeln an, und das Entkoppeln tritt nicht ein, wenn sich der Druck nicht dem Wert Null nähert. EntsfechendAs already stated above, the pressure forms the earth to the coupling plate provides an excellent indication of the coupling between the earth and the coupling plate. Man can define that the pressure is zero when decoupling has occurred. Whenever the pressure reaches zero, a decoupling is pending and the decoupling does not occur, when the pressure does not approach zero. Resentful

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dieser Diskussion handelt es sich stets um den augenblickliehen Druck, im Gegensatz zu einem durchsnittlichen Druck über eine längere Zeitperiode· Außerdem ist der Druck dtfr Erde auf die Grundplatte und der Druck der Grundplatte auf die Erde gleich, in entgegengesetzter Richtung, und jeder kann als Anzeige des Kopplungszustandes zwischen der Erde und der Kopplungsplatte verwendet werden.This discussion is always about the momentary pressure, as opposed to an average pressure over a long period of time · In addition, the pressure is dtfr Earth on the base plate and the pressure of the base plate on the earth the same, in opposite directions, and each can be used to indicate the state of coupling between the earth and the coupling plate.

Um den Druck der Erde auf die Kopplungsplatte zu messen, sind ein oder mehrere Sensoren 64 an der Kopplungsplatte befestigt. Gemäß der in den Fig. 1 und 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform handelt es sich hierbei um Druckwandler, die auf eine hinlänglich bekannte Weise, wie beispielsweise durch Nieten oder Schweißen auf der Bodenfläche der Kopplungsplatte 18 befestigt sind, so daß sie ein klein wenig nach unten über die Kopplungsplatte hinausragen. Diese Wandler erzeugen ein elektrisches Drucksignal, welches eine Funktion des augenblicklichen Druckes der Erde auf die Kopplungsplatte darstellt. Wenn mehrere Wandler eingesetzt werden, befinden sie sich in einem entsprechenden AbCfcand voneinander. Bei einem für diesen Zweck geeigneten Wandler handelt es sich um das Modell 205 Hl, der von der Firma Sunstrand Data Control, Inc. Redmond, Washington 98502 hergestellt wird.In order to measure the pressure of the earth on the coupling plate, one or more sensors 64 are attached to the coupling plate. According to the preferred embodiment shown in FIGS. 1 and 2, these are pressure transducers which are based on in a well known manner such as by riveting or welding on the bottom surface of the docking plate 18 are attached so that they protrude a little bit down over the coupling plate. These converters generate a electrical pressure signal which is a function of the instantaneous pressure of the earth on the coupling plate. If several converters are used, they are located in a corresponding AbCfcand of each other. With one for this one The converter suitable for the purpose is the model 205 Hl, which is available from Sunstrand Data Control, Inc. Redmond, Washington 98502 is manufactured.

Das Drucksignal wird auf eine Rückkopplungsschleife übertragen, die mit dem Bezugszeichen 70 versehen ist. Die Rückkopplungsschleife nimmt das Drucksignal auf und verarbeitet dies zur Erzeugung eines elektrischen Steuersignals. Dieses elektrisch·The pressure signal is transmitted to a feedback loop, which is provided with the reference numeral 70. The feedback loop picks up the pressure signal and processes it Generation of an electrical control signal. This electric

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Steuersignal wird *uf einen Betriebsschaltkreis 90 übertragen. Der Betriebsschaltkreis 90 ist an den Leiter 62 zwischen der Spannungsquelle 60 und dem Ventil 54 angeschlossen und beeinflußt das Eingangssignal von der Spannungsquelle 60, um die Amplitude der Vibrationen des Kolbens 40 und der Kopplungsplatte 18, entsprechend dem Drucksignal von den Druckwandlern 64 zu steuern.Control signal is transmitted to an operating circuit 90. The operating circuit 90 is connected to the conductor 62 between the Voltage source 60 and the valve 54 connected and influences the input signal from the voltage source 60 to the Amplitude of the vibrations of the piston 40 and the coupling plate 18, according to the pressure signal from the pressure transducers 64.

Obwohl die Rückkopplungsschleife im Rahmen der Erfindung verschiedene Ausbildungen besitzen kann, ist eine bevorzugte Avsführungsform in Fig. 2 dargestellt. Die Rückkopplungsschleife 70 umfaßt einen Vergleicher 71, der die Drucksignale nur dann überträgt, wenn der Druck unter einen vorbestimmten Wert abfällt,und ein Integrationsschaltkreis 81 ist an die Ausgangsklemme des Vergleichers und den Betriebsschaltkreis angeschlossen. Die Funktion des Integrationsschaltkreises liegt darin, das von dem Vergleicher aufgenommene Signal über einen längeren Zeitraum auszugleichen, um unerwünschte hohe Frequenzfluktuationen des von der Rückkopplungsschleife erzeugten Steuersignals zu verhindern.Although the feedback loop can have various designs within the scope of the invention, one is preferred Avsführungsform shown in Fig. 2. The feedback loop 70 includes a comparator 71 which the pressure signals only transmits when the pressure drops below a predetermined value, and an integration circuit 81 is connected to the Output terminal of the comparator and the operating circuit connected. The function of the integration circuit lies in the signal picked up by the comparator Over a longer period of time to compensate for unwanted high frequency fluctuations of the feedback loop to prevent generated control signal.

Der Vergleicher besitzt eine negative Eingangsklemme 72, eine positive Eingangsklemme 73 sowie eine Ausgangsklemme 74. Die negative Eingangsklemme 72 nimmt das Drucksignal V von den Druckwandlnerη 64 auf. Die positive Eingangklemme 73 ist an ein Bezugspotential, wie beispielsweise die Erde, angeschlossen. Die Ausgangsklemme 74 ist über eine Stromsperrdiode 75 und einen Strombegrenzungswiderstand 76 an einen Integrations-The comparator has a negative input terminal 72, a positive input terminal 73 and an output terminal 74. The negative input terminal 72 receives the pressure signal V from the pressure transducer 64. The positive input terminal 73 is on a reference potential, such as earth, is connected. The output terminal 74 is through a current blocking diode 75 and a current limiting resistor 76 to an integration

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schaltkreis 81 angeschlossen und weist einen Ladekondensator 82 sowie einen einstellbaren Widerstand 83 auf, die zueinander parallel geschaltet und mit der Erde verbunden sind. Der Integrationsschaltkreis nimmt dae Drucksignal von dem Vergleicher 71 und erzeugt an seiner Ausgangsklemme 84 ein Steuersignal, das nur auf den Niedrigfrequenz-Amplitudenbestandteilen des Drucksignals beruht und eine Amplitude besitzt, die sich langsamer als Funktionder Zeit ändert als die Amplitude des Drucksignals. In diesem Sinn kann man von dem Integrationsschaltkreis sagen, daß er einen Filter darstellt, der das von dem Vergleicher aufgenommene Drucksignal über einen längeren Zeitraum ab- oder ausgleicht, so daß es sich bei dem Steuersignal um eine sich gleichmäßig verändernde Funktion des Zeitanteils handelt, in welchem die Drucksignalamplitude unterhalb einer vorbestimmten Grenze lfegt, die das Herannahen der Entkopplung anzeigt.Circuit 81 connected and has a charging capacitor 82 and an adjustable resistor 83, which are mutually connected in parallel and connected to earth. The integration circuit takes the pressure signal from the comparator 71 and generates a control signal at its output terminal 84 which is only based on the low-frequency amplitude components of the Pressure signal is based and has an amplitude which changes more slowly as a function of time than the amplitude of the pressure signal. In this sense, the integration circuit can be said to be a filter that does that of the Comparator recorded pressure signal over a longer period of time or equalizes, so that it is in the control signal is a uniformly changing function of the time component in which the pressure signal amplitude is below a predetermined limit that the approaching decoupling indicates.

Ein Betriebsschaltkreis 90, der auf das elektrische Eingangssignal von der Sapnnungsquelle 60 einwirkt, ist an den Leiter 62 angeschlossen, der von der Spftnnungsquelle 60 zum Ventil 54 läuft. Dieser Betriebsschaltkreis 90 ist auch an die Ausgangsklemme 84 des Integrationskreises 81 angeschlossen, so daß das Steuersignal das Eingangssignal beeinflußt, um die Amplitude der Grundplattenvibrationen zu vermindern, wenn der Druck der Erde auf die Kopplungsplatte abnimmt. Gemäß der bevorzugten Ausführungsform hatteIt es sich bei dem Betriebsschaltkreis 90 um einen Hochfrequenz-Resonanzkreis mit einer Verstärkungewand lerf unk ti on G « K/(1+V_c), wobei K eine KonstanteAn operating circuit 90, which acts on the electrical input signal from the voltage source 60, is connected to the conductor 62 which runs from the voltage source 60 to the valve 54. This operating circuit 90 is also connected to the output terminal 84 of the integration circuit 81 so that the control signal affects the input signal to reduce the amplitude of the base plate vibrations when the pressure of the earth on the coupling plate decreases. In the preferred embodiment, the operating circuit 90 was a high frequency resonant circuit with a gain wall function G «K / (1 + V _c ), where K is a constant

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und V_c die Spannung ist, die an die Spannungssteuerklemme 85 angelegt wird.and V _{c is} the voltage applied to voltage control terminal 85.

Für den Betrieb wird der ^vibrator an die gewünschte Stelle hingefahren, die hydraulischen Kolben 26 werden betätigt, so daß die Kopplungsplatte 18 auf die Erde abgesetzt wird, und die Andrückmasse 20 ruht auf der Kopplungsplatte über die Stützen 22 und Federn 24. Die Spannungsquelle 60 erzeugt ein Eingangssignal mit den gewünschten Charakteristika, welches auf das Ventil 54 übertragen wird, worauf ein unter hohem Druck stehendes hydraulisches Medium in den Hydraulikzylinder wechselweise auf den Seiten des Kolbens 40 injiziert wird, um die Reaktionsmassen 28 in Schwingung zu versetzen, wodurch auf die Kopplungsplatte 18 Vibrationen übertragen werden, die dem Eingangssignal entsprechen. Der Druck der Erde auf die Kopplungsplatte wird durch die Druckwandler 64 überwacht, die ein Drucksignal erzeugen, das den Druck anzeigt. Wenn die erforderliche Kopplung zwischen der Kopplungsplatte und derErde besteht, ist das Drucksignal V_ positiv und größer als die Spannung, die an der positiven Eingangsklemme 73 des Vergleichers liegt. In einem solchen Fall ist die AusgangssßjSnnung des Vergleichers 71 Null, ohne das ein Ladestrom in den Kondensator 82 fließt, und die Ausgangsspannung V . beiFor operation of the ^v ibrator is executed go to the desired location, the hydraulic pistons 26 are actuated so that the coupling plate is placed on the ground 18, and the Andrückmasse 20 rests on the coupling plate on the supports 22 and springs 24. The voltage source 60 generates an input signal with the desired characteristics, which is transmitted to the valve 54, whereupon a high pressure hydraulic medium is injected into the hydraulic cylinder alternately on the sides of the piston 40 in order to set the reaction masses 28 in vibration, whereby on the coupling plate 18 vibrations can be transmitted that correspond to the input signal. The pressure of the earth on the coupling plate is monitored by pressure transducers 64 which generate a pressure signal indicative of the pressure. When the required coupling exists between the coupling plate and earth, the pressure signal V_ is positive and greater than the voltage applied to the positive input terminal 73 of the comparator. In such a case, the output voltage of the comparator 71 is zero without a charging current flowing into the capacitor 82, and the output voltage V is. at

C-C-

welcher es sich um das Steuersignal für den Hochfrequenz-Resonanzkreis 90 handelt, ist Null und es gibt keine Sfehwächung des Eingangssignal von der Spannungsquelle 60. Wenn jedoch die Kopplungsplatte zum Entkoppeln neigt, fällt das Drucksignal V unter die Spannung an der Eingangsklemme 73,und die Spannung an der Ausgangsklemme 74 wird größer als Null.which is the control signal for the high frequency resonant circuit 90 is zero and there is no weakening of the input signal from voltage source 60. If, however the coupling plate tends to decouple, the pressure signal V falls below the voltage at the input terminal 73, and the Voltage at output terminal 74 becomes greater than zero.

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Es fließt ein Strom durch die Sperrdiode 75 und den Widerstand 76 in den Kondensator 82, dessen Ausgangsspannung oder Steuersignal V_c ansteigt, wodurch die Verstärkung G des Hochfrequenz-Resonanzkreises 90 vermindert wird und die Amplitude der Kopplungsplattenvibrationen vermindert. Eine Verminderung der Amplitude der Kopplungsplattenvibrationen vermindert die Neigung der Kopplungsplatte zu entkoppeln, und das Drucksignal V steigt über das Spannungsniveau an der Vergleichereingangsklemme 72 an. In einem solchen Fall kehrt die Ausgangsspannung an der Klemme 71 zu dem Wert Null zurück, und die Ladung des Kondensators 82 entladν sich durch den Widerstand 83. Die Entladung kann durch die Einstellung des einstellbaren Widerstandes 83 gesteuert werden. Wenn V sich Null nähert, nähert sich die Verstärkung des Hochfrequenzresonanzkreises 90 dem Wert K, und die Amplitude des Eingangssignals steigt an und bewirkt, daß die Amplitude der Kopplungsplattenvibrationen ansteigt, bis das Drucksignal sich wieder dem vorbestimmten Wert nähert, worauf der Zyklus wiederholt wird.A current flows through the blocking diode 75 and the resistor 76 into the capacitor 82, the output voltage or control signal V _{c of which} increases, as a result of which the gain G of the high-frequency resonant circuit 90 is reduced and the amplitude of the coupling plate vibrations is reduced. A decrease in the amplitude of the coupling plate vibrations reduces the tendency of the coupling plate to decouple, and the pressure signal V rises above the voltage level at the comparator input terminal 72. In such a case, the output voltage at the terminal 71 returns to the value zero and the charge on the capacitor 82 is discharged through the resistor 83. The discharge can be controlled by the setting of the adjustable resistor 83. As V approaches zero, the gain of the high frequency resonant circuit 90 approaches K and the amplitude of the input signal increases causing the amplitude of the coupling plate vibrations to increase until the pressure signal again approaches the predetermined value and the cycle is repeated.

Aus diesen Ausführungen zeigt sich deutlich, daß es gemäß der Erfindung möglich ist, die Kopplung zwischen der Kopplungsplatte und der Erde über einen breiten Bereich von Betriebsfrequenzen aufrechtzuerhalten. Dies wird verläßlich erzielt, ohne die Notwendigkeit einer erneuten Eichung der Vorrichtung für verschiedene Andrück- und Reaktionsmassen, Erdoberflächenzustände und andere Parameter. Die Energie wird in einer wirtschaftlichen Weise auf den Boden übertragen, und die Amplitude der Kopplungsplattenvibrationen kann bis zu einem höchstmöglichen Wert gesteigert werden, ohne daß ein Entkoppeln eintritt, was zu einerFrom these explanations it is clear that it is according to the Invention is possible the coupling between the coupling plate and the earth over a wide range of operating frequencies maintain. This is reliably achieved without the need to recalibrate the device for different contact and reaction masses, earth surface conditions and other parameters. The energy is in an economic Wise transmitted to the ground, and the amplitude of the coupling plate vibrations can be increased to the highest possible value without decoupling occurring, resulting in a

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Unterbrechung der gewünschten seismischen Welle und einer Beschädigung des Vibrators führen kann.Interruption of the desired seismic wave and damage to the vibrator can result.

Neben den Druckwandlern kann die Erfindung mit vielen anderen Einrichtungen betrieben werden, mit welchen der Druck der Erde auf die Grundplatte gemessen werden kann. Die Fig. 3 zeigt eine solche andere Ausführungsform. Die Grundplatte 18* gemäß Fig. 3 besitzt zwei im Abstand voneinander angeordnete, ebene Horizontalplatten 101 und 102, die durch starre Abstandselemente 103 und 104, die sich hierzwischen erstrecken, verbunden sind. Eine oder mehrere Vertikalschrauben 105 erstrecken sich zwischen den Platten, wobei diese Schrauben in einer hinlänglich bekannten Weise Dehnungsmesser 106 tragen· Ein für diesen Zweck geeigneter Dehnungsmesser ist unter der Bezeichnung Micro-Measurements Model SA-XX-5OOBH-12O erhältlich. Di« Dehnungsmesser könnten auch an den Abstandselementen 103 und 104&befestigt sein. Das Drucksingal von den Dehnungsmessern 106, bei welchem es sich um eine Funktion des Druckes der Erde auf die Kopplungsplatte handelt, wird durch die Leiter 107 der Eingangsklemme 72 des Vergleichers 71 zugeführt, verarbeitet und in der gleichen Weise wie das Drucksignal von den Wandlern 64 eingesetzt.In addition to the pressure transducers, the invention can be used with many others Devices are operated with which the pressure of the earth on the base plate can be measured. Fig. 3 shows such another embodiment. The base plate 18 * according to FIG. 3 has two planar ones arranged at a distance from one another Horizontal plates 101 and 102 connected by rigid spacers 103 and 104 extending therebetween. One or more vertical screws 105 extend between the plates, these screws in a well known manner Wise strain gauges 106 carry · one for this purpose a suitable extensometer is available under the designation Micro-Measurements Model SA-XX-50OBH-12O. The strain gauge could also be attached to spacers 103 and 104 & be. The pressure signal from the strain gauges 106, which is a function of the pressure of the earth on the Coupling plate acts, is fed through the conductors 107 of the input terminal 72 of the comparator 71, processed and in the same way as the pressure signal from transducers 64 used.

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Claims

P AT EN TAN WA LT E DR. KARL TH. HEGEL DIPL.-ING. KLAUS DICKEL

GROSSß BERGSTRASSE 223 2000 HAMBURG 50 JULIUS-KREIS-STRASSE 33 8000 MUNICH 6a

PO Box 500662 TELEPHONE (040) 39 6295 TELEPHONE (0 89) 88 52 10

Telegram address; Deollner patent Munich

L - j _■;■"".-■"L - j _ ■; ■ "" .- ■ "

Your reference: Our reference: 8000 Munich, den

H 2989

Exxon Production Research Company PO Box 2189
Houston, Texas 77001
V. St. A.

Method and apparatus for maintaining the coupling between the earth and the coupling plate a seismic vibrator

Patent claims:

Ii method of maintaining the coupling between the Earth and the coupling plate of a seismic vibrator, characterized in that one

9098-06/0686 ...29098-06 / 0686 ... 2

Postal checking account: Hamburg 291220-205 Bank: Dresdner Bank AG. Hamburg, account no. 3813897

ORIGINAL INSPECTED

die Kopplungsplatte an die Erdoberfläche ankoppelt,the coupling plate is coupled to the earth's surface,

die Kopplungsplatte zur Vibration bringt,makes the coupling plate vibrate,

den Druck der Erde auf die Kopplungsplatte bestimmt unddetermines the pressure of the earth on the coupling plate and

die Amplitude der Kopplungsplattenvibrationen entsprechend der Druckabnahme vermindert.the amplitude of the coupling plate vibrations accordingly the pressure decrease is reduced.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Druck der Erde auf die Kopplungsplatte überwacht und, wenn dieser sich dem Wert Null nähert, die Amplitude der Kopplungsplattenvibrationen reduziert.2. The method according to claim 1, characterized in that the pressure of the earth on the coupling plate is monitored and, as it approaches zero, the amplitude of the Coupling plate vibrations reduced.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Amplitude der Kopplungsplattenvibrationen vermindert, wenn der Druck der Erde auf die Kopplungsplatte einen vorbestimmten Wert unterschreitet.3. The method according to claim 1, characterized in that the amplitude of the coupling plate vibrations is reduced when the pressure of the earth on the coupling plate falls below a predetermined value.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kopplungsplattenvibrationen mit Hilfe eines elektrischen Eingangssignals steuert, «in elektrisches Steuersignal erzeugt, das eine Funktion des Druckes der Erde auf die Kopplungsplatte darstellt, und zur Verringerung der Amplitude der Kopplungsplattenvibrationen das Eingangssignal durch das Steuersignal beeinflußt.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the coupling plate vibrations with the help an electrical input signal controls «in electrical Control signal generated which is a function of the pressure of the earth on the coupling plate, and to reduce the The amplitude of the coupling plate vibrations affects the input signal through the control signal.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man in der Nähe der Kopplungsplatte eine5. The method according to any one of the preceding claims, characterized characterized in that one near the coupling plate

SO98S6/O68SSO98S6 / O68S

• · · ό • · · ό

Arranges reaction mass and this set in vibration, these vibrations being transmitted to the coupling plate, while the vibrations of the reaction mass to Control of the amplitude and frequency of the oscillations of the coupling plate via an electrical input signal, continuously registers the pressure of the earth on the coupling plate and an electrical control signal as a function of this pressure generated, by means of which the input signal is influenced to reduce the oscillation amplitude of the coupling plate, when the pressure falls below a predetermined value.

6. Device for performing the method according to a of the preceding claims, with a vibrator, the drive of which is responsive to electrical signals, characterized by at least one sensor (64) connected to the coupling plate CB) by means of which the pressure of the earth's surface (14) can be determined on the coupling plate (18) and the one electrical Signal generated as a function of pressure, as well as a connection between the sensor (64) and the drive (30) for Transmission of the electrical signal to the drive (30) and its control according to the change in pressure of the earth (14) on the coupling plate (18).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that an operating circuit (90) is provided, via which the input signal for reducing the amplitude of the vibrations of the drive can be influenced in accordance with an electrical control signal, as well as a feedback loop (70) which is connected to

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den Sensor (64) und den Betriebsschaltkreis (90) angeschlossen 1st, zur Aufnahme und Verarbeitung des Drucksignals und Erzeugung eines elektrischen Steuersignals, das bei Druckabnahme auf den Betriebsschaltkreis (90) übertragbar ist.the sensor (64) and the operating circuit (90) is connected for receiving and processing the pressure signal and generating an electrical control signal which can be transmitted to the operating circuit (90) when the pressure is decreased.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückkopplungsschleife (70) einen Vergleicher (71) umfaßt, der das Drucksignal nur dann überträgt, wenn der Druck einen vorbestimmten Wert unterschreitet.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the feedback loop (70) comprises a comparator (71), which only transmits the pressure signal when the pressure falls below a predetermined value.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleicher (71) zwei Eingangsklemmen (72, 73) sowie eine Ausgangsklemme (74) aufweist, wobei eine Eingangsklemme (72) an den Sensor (64) und die andere Eingangsklemme (73) an ein Bezugspotential angeschlossen ist, während über die Ausgangsklemme (74) nur dann das Drucksignal übertragbar ist, wenn die Drucksignalamplitude geringer ist als ein vorbestimmter Wert relativ zum Bezugspotential.9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the comparator (71) has two input terminals (72, 73) and one Having output terminal (74), wherein an input terminal (72) to the sensor (64) and the other input terminal (73) is connected to a reference potential, while the pressure signal can only be transmitted via the output terminal (74) when the Pressure signal amplitude is less than a predetermined value relative to the reference potential.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (64) mindestens einen Druckwandler umfaßt, der an die Kopplungsplatte (18) angeschlossen ist.10. Apparatus according to claim 7, characterized in that the sensor (64) comprises at least one pressure transducer which is connected to the coupling plate (18).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckwandler auf der Bodenfläche der Kopplungsplatte (18) angeordnet 1st.11. The device according to claim 10, characterized in that that the pressure transducer is arranged on the bottom surface of the coupling plate (18).

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß12. Apparatus according to claim 7, characterized in that

S09886/068S -·⁵ S09886 / 068S - ⁵

the base plate (18 ·) has two horizontal plates (101, 102) which are connected to one another by vertical spacer elements (103, 104) are connected, which is between the horizontal plates (101, 102) extend, the sensor from at least a strain gauge (106) which is arranged between the horizontal plates (101, 102)

13. Apparatus according to claim 7, characterized in that the operating circuit (90) consists of a high frequency resonance circuit exists, the gain of which is controlled by the control signal.

14. The device according to claim 7, characterized in that the feedback loop (70) comprises a filter for transmitting only certain low-frequency amplitude components of the pressure signal to the operating circuit (90), the feedback loop (70) developing a control signal that
is a function of the proportion of time in which the pressure signal amplitude is less than a predetermined value.

15. Device according to one of claims 6 to 14, characterized by a pressing mass (20) for transmitting a pressing force to the coupling plate (18), a voltage source (60) for generating an electrical input signal for controlling the drive (30), a conductor (62) connected between the voltage source (60) and the drive (30) for transmitting the input signal from the voltage source

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(60) auf den Antrieb (3O), einen Hochfrequenz-Resonanzkreis (90), der an den Leiter (62) angeschlossen ist, sowie eine Rückkopplungsschleife (70), die an den Sensor (64, 106) und den Hochfrequenz-Resonanzkreis (90) zur Aufnahme und Verarbeitung des Drucksignals angeschlossen ist, und neben dem Vergleicher (71) einen Integrationskreis (81) umfaßt, der an die Ausgangsklemme (74) des Vergleichers (71) und den Hochfrequenz-Resonanzkreis (90) angeschlossen ist, wobei mittels des Integrationskreises (81) ein Steuersignal zur übertragung.auf den Hochfrequenz-Resonanzkreis (90) erzeugbar ist, das eine sich gleichmäßig verändernde Funktion des Zeitanteils darstellt, in welchem die Drucksignalamplitude geringer ist als ein vorbestimmter Wert relativ zum Bezugspotential.(60) on the drive (3O), a high-frequency resonance circuit (90) which is connected to the conductor (62), as well as a Feedback loop (70) which is connected to the sensor (64, 106) and the high-frequency resonance circuit (90) for receiving and processing the pressure signal, and in addition to the comparator (71) an integration circuit (81) which is connected to the Output terminal (74) of the comparator (71) and the high-frequency resonant circuit (90) is connected, with a control signal for transmission to the by means of the integration circuit (81) High-frequency resonance circuit (90) can be generated, which represents a uniformly changing function of the time component, in which the pressure signal amplitude is less than a predetermined value relative to the reference potential.

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ORIGINAL INSPECTED